许艾文, 杨太保
, 王聪强, 冀琴
兰州大学资源环境学院,冰川与生态地理研究所,兰州 730000
XU Aiwen, YANG Taibao, WANG Congqiang, JI Qin
通讯作者:
收稿日期: 2015-12-20
修回日期: 2016-05-20
网络出版日期: 2016-07-20
版权声明: 2016 地理科学进展 《地理科学进展》杂志@版权所有
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作者简介:
作者简介：许艾文(1992-),女,湖北十堰人,硕士研究生,研究方向为冰川变化与气候响应,E-mail: xuaw92@163.com。
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摘要
本文采用1978、1991、2001和2015年的Landsat MSS、TM、ETM+和OLI遥感影像,通过遥感图像计算机辅助分类和目视解译等方法提取冰川边界,分析喀喇昆仑山克勒青河流域冰川在1978-2015年间的进退变化。结果表明：1978-2015年间研究区冰川面积由1821.70 km²减少至1675.92 km²,减少145.78 km²,占1978年冰川总面积的8.00%;冰川消融率较低,在气候变暖的背景下反而呈现出退缩速率由快变慢的趋势。研究区东南向冰川退缩率明显高于西北向,冰川退缩率随冰川规模的增大而减小。研究区内有27处冰川在1978-2015年间发生过特殊的前进现象,面积与长度显著增加。其中,木斯塔冰川西侧冰川末端在1996-1998年间前进速度为904 m/a,乔戈里冰川东侧冰川末端在2007-2009年间前进速度为446 m/a,5Y654D0097冰川末端在1978-1990年间前进速度为238 m/a,初步判定这三条冰川为跃动冰川。以10 a为滞后期分析研究区周边气象站点资料发现：研究区气温持续升高,降水量以1981年为分界点呈现“先减后增”趋势是冰川退缩速率减慢的原因之一;此外,亚大陆型冰川性质、巨大山势条件和高山冷储作用,也可能是冰川退缩幅度较小的原因。
关键词：
Abstract
Based on Landsat MSS/TM/ETM+/OLI images of 1978, 1991, 2001, and 2015, glacier boundaries in the Shaksgam River Basin, Karakoram Mountains were extracted using computer aided image classification and visual interpretation methods, and the changes of glaciers in the study area were analyzed. The results show that the total area of glaciers in the study area was reduced from 1821.70 km² to 1675.92 km² during 1978-2015, by 145.78 km², or 8% of the total area of glaciers. Under the background of climate warming, however, the rate of glacier retreating shifted from fast to slow in nearly 40 years. In the study area, the glacier retreat rate on the southeastern aspect was significantly higher than on the northwestern aspect. Glacier retreat rate decreased with the increase of scale of glaciers. There were 27 typical glaciers that clearly progressed during 1978-2015, with areas and lengths significant increased. Among these, the velocity of change for the western side of the Wood stark glacier was 904 m/a during 1996-1998, the velocity of change for the eastern side of the K2 glacier was 446 m/a during 2007-2009, and the velocity of change for the 5Y654D497 glacier was 238 m/a during 1978-1990, respectively. These three glaciers seem to be the surge-type glacier. By analyzing the climate records and glacier variation in the study area, it was concluded that higher temperatures led to the glacier retreat of the study area, but increasing rainfall to some extent inhibited glacier retreat. Topographic condition and the scale of glacier were key factors for glacier changes as well.
Keywords：
冰川是一种极地或高山地区多年降雪累积、经过复杂成冰作用形成的天然冰体,能够在压力和重力作用下,沿着一定的地形向下滑动(段建平等, 2009)。冰川对气候变化反应极为敏感,山岳冰川尤其如此。因此,冰川被称为气候变化的指示器(Bolch et al, 2012)。青藏高原是世界上中低纬度地区最大的现代冰川分布区,其冰川覆盖面积约4.7万km2,占中国冰川总面积的80%以上。20世纪80年代以来全球气候变暖的趋势日益显著,使青藏高原冰川经历了显著的负物质平衡过程,冰川的大幅度退缩成为近期冰川变化的主导趋势(蒲健辰等, 2004)。
尽管青藏高原冰川总体处于持续退缩状态,但由于受到区域气候差异、地形因素等影响,不同区域的冰川变化情况具有差异。Copland等(2009)研究表明,喀喇昆仑山与其周边地区的冰川普遍退缩趋势相反,其冰川有保持稳定甚至微弱前进的趋势。Yao等(2012)在青藏高原冰川变化的研究中指出,由于西风环流的的增强,喀喇昆仑山地区降水量增加,导致该地区成为整个青藏高原冰川退缩率最小的区域。Gardelle等(2012)发现,喀喇昆仑山在2000-2008年处于正物质平衡状态,其物质平衡变化介于(0.05±0.16)~(0.11±0.22) m/a,对海平面上升贡献为-0.01 mm/a。这与大部分地区冰川观测到的负物质平衡现象相反。
克勒青河流域位于喀喇昆仑山北部,由于处于高海拔地区,自然条件恶劣、交通不便,影响了对该地区冰川变化的全面认识。有学者研究了克勒清河上游地区冰川的冰面地貌、冰岩界面特征及冰川发育条件(康建成等, 1990, 1991),但该研究的时序较短,且没有有效利用遥感影像。因此,本文选择喀喇昆仑山克勒青河流域作为研究区,以Landsat MSS/TM/ETM+/OLI遥感影像、冰川编目数据以及DEM数据为数据源,分析1978-2015年间克勒青河流域冰川进退变化,并结合研究区周边气象站点数据讨论了气候变化对冰川变化的影响。
喀喇昆仑山克勒青河流域大致介于75°35'~77°30'E和35°31'~36°49'N之间(图1)。按中国第二次冰川编目,该地区冰川被赋予“5Y654”的编码。克勒青河流域为塔里木河上源地区,夹在喀喇昆仑山脉和阿吉里山脉之间,因此被称作喀喇昆仑走廊(上官冬辉等, 2004)。该区分布有现代冰川428条,冰川总面积1821.70 km²,是中国境内喀喇昆仑山冰川发育的高度密集地。其中音苏盖提冰川是中国目前长度最长、面积最大的树枝状山谷冰川;此外,还有9条长度在18~20 km、面积在70~200 km²的大型冰川(康建成等, 1990)。该地区群峰矗立,主峰乔戈里峰K2海拔8611 m,处于西风环流控制区(冯童等, 2015)。该地区的巨大山势条件和高山冷储作用,以及高大山体截留高空水汽的能力,使得高山上的降水随海拔升高而递增,为冰川发育提供了较为丰富的物质来源,形成了形态多样、发育规模大小不等的现代冰川(张祥松等, 1982)。
本文采用Landsat系列卫星搭载的MSS、TM、ETM+、OLI传感器所获取的遥感影像数据,来源于美国地质调查局影像数据库中心(http://glovis.usgs.gov)。所有影像均由USGS利用GLS2005全球陆地控制点系统作了正射校正,并且利用DEM数据进行了地形校正,其大地测量校正依赖于精确的地面控制点和高精度的DEM数据。已有研究验证USGS所提供的Landsat遥感影像具有相当高的校正精度(郭万钦等, 2012),因此,本文未作进一步校正。本文尽可能选择夏季时段、云雾覆盖相对较少的影像,最终选取了1978、1991、2001和2015年4个时期的影像,对于云雾覆盖较多的影像,采用相近年份的影像作为参考(表1)。
表1 遥感影像数据列表
Tab.1 Landsat images used in the study
| 获取日期 | 轨道号 | 传感器 | 云量/% | 分辨率/m | 影像说明 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1977-08-20 | 160/34 | MSS | 0 | 80 | 解译影像 |
| 1978-07-18 | 159/35 | MSS | 5 | 80 | 解译影像 |
| 1978-07-19 | 160/35 | MSS | 13 | 80 | 解译影像 |
| 1990-08-07 | 149/34 | TM | 0 | 30 | 解译影像 |
| 1991-07-02 | 148/35 | TM | 26 | 30 | 解译影像 |
| 1993-07-07 | 148/35 | TM | 1 | 30 | 参考影像 |
| 2001-07-21 | 148/35 | ETM+ | 6 | 30 | 解译影像 |
| 2001-09-30 | 149/34 | ETM+ | 1 | 30 | 解译影像 |
| 2002-08-09 | 148/35 | ETM+ | 20 | 30 | 参考影像 |
| 2013-07-30 | 148/35 | OLI | 5 | 30 | 参考影像 |
| 2014-08-18 | 148/35 | OLI | 17 | 30 | 解译影像 |
| 2015-08-28 | 149/34 | OLI | 12 | 30 | 解译影像 |
本文所采用的DEM数据是30 m分辨率的ASTER GDEM数据,来源于地理空间数据云平台(http://www.gscloud.cn)。所运用的气象数据由中国气象科学数据共享服务网(http://cdc.cma.gov.cn)提供,包括克勒青河流域附近的3个气象站点(塔什库尔干、吐尔尕特、乌恰)1960-2013年的气温与降水资料。此外,还采用了由中国气象科学数据共享服务网提供的第一次和第二次冰川编目数据。
目前,计算机自动提取冰川边界的方法主要有阈值统计法、非监督和监督分类、主成分分析法、比值阈值法、雪盖指数法等(王高峰等, 2010)。其中,比值阈值法原理简单、提取结果较准确,是目前应用最多的冰川提取分类方法。比值阈值法先利用波段比值生成比值图像,再根据阈值提取冰川的范围,比值图像在一定程度上可消除同物异谱现象,可以识别部分阴影区冰川(彦立利等, 2013)。处理流程可分为4个步骤：
(1) 波段比值。比值阈值法基本原理是利用冰川在可见光波段的强反射率和在近红外波段的强吸收特性来区分冰川区与非冰川区。对于Landsat卫星影像,TM3/TM5和TM4/TM5是2个较好的波段比值组合,经过比较,TM3/TM5能更准确地提取阴影区的冰川,因此本文选择TM3/TM5。
(2) 确定阈值。不同的冰川类型、不同的地理环境,所采用的阈值会有所不同,但相差不大,都是略大于2(王高峰等, 2010)。经过多次调试,本文确定1.9为最合理的阈值。
(3) 决策树分类。利用决策树分类将研究区划分为冰川区和非冰川区,若比值影像的灰度值大于或等于1.9,则划归为冰川区,反之为非冰川区。并将投影方式转换为Albers等积投影,得到初步提取结果。
(4) 目视解译。对于个别阴影区与积雪覆盖的地区,参考Google Earth的高分辨率影像以及2次冰川编目数据,对冰川边界进行目视解译修正。
冰川边界的提取精度主要受到影像质量、冰碛物遮挡、视觉判断误差等因素的影响,因此需要对提取的冰川边界进行精度评估。本文结合Bolch等(2006)和Jin等(2005)提出的精度评估方法：首先对由MSS、TM、ETM+和OLI影像提取的冰川边界做缓冲区分析(以遥感影像分辨率的一半作为缓冲区距离,MSS影像为40 m,TM、ETM+和OLI影像为15 m),然后用缓冲区边界范围内的冰川面积减去原始影像提取冰川面积,所得到的差值与原始影像提取面积的比值即为提取精度的不确定值。结果表明：1978、1991、2001和2015年各个时期冰川面积提取的不确定值分别为±4.51%、±3.22%、±3.69%和±3.07%,这些不确定性值均在前人研究结果的范围内(何毅等, 2014)。
研究区在1978、1991、2001和2015年的冰川面积分别为1821.70、1753.47、1712.96和1675.92 km²(表2)。可以发现,2015年冰川面积较1978年减少了145.78 km²,占1978年冰川面积的8.00%,年均退缩速率为0.22%。在此期间,3个时间段冰川面积的退缩速率有所不同。1978-1991年,冰川面积减少了68.23 km²,年均退缩率为0.29%;1991-2001年,冰川面积减少了40.51 km²,年均退缩率为0.23%;2001-2015年,冰川面积减少了37.04 km²,年均退缩率为0.15%。3个时段研究区冰川面积的年均退缩率逐渐减小,表明克勒青河流域冰川近40年退缩速率呈现由快变慢的趋势。
表2 1978-2015年研究区冰川面积变化
Tab.2 Glacier area changes, 1978-2015
| 年份 | 面积/ km² | 绝对变化/km² | 年均变化/(km²/a) | 相对变化率/% | 年均变化率/(%/a) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1978 | 1821.70 | ||||
| 1991 | 1753.47 | -68.23 | -5.24 | -3.75 | -0.29 |
| 2001 | 1712.96 | -40.51 | -4.05 | -2.31 | -0.23 |
| 2015 | 1675.92 | -37.04 | -2.65 | -2.16 | -0.15 |
将研究区的冰川按面积大小分为5个等级,统计各等级冰川在1978-2015年间4个时期的冰川面积,并计算各等级冰川的面积退缩率(图2)。由各等级冰川面积的分布情况可以看出,冰川面积随冰川规模的增大而增大,且近40年每个规模等级内的冰川面积都呈现出逐渐减少的趋势;由各等级冰川的面积退缩率情况可以看出,面积小于5 km²的冰川退缩严重,其中面积小于1 km²的冰川面积退缩率为15.70%,面积介于1~5 km²的冰川面积退缩率为12.01%。可见,冰川规模越小,退缩幅度越大,对气候变化越敏感。李治国等在研究其他地区冰川变化时也发现了同样的规律(晋锐等, 2004; 李治国等, 2011)。
图2 不同规模冰川面积与面积减少百分比
Fig.2 Distribution of glaciers of different size groups and the glacier area reduction ratio in different time periods
利用DEM高程数据与冰川编目数据,提取并分析了研究区内不同坡向冰川面积的分布及变化情况(图3)。可以看出,1978年北坡冰川面积最大,为399.01 km²;西坡冰川面积最小,为129.32 km²,各坡向面积分布并不均匀。近40年研究区各坡向的冰川均在退缩,但退缩程度各有不同,西北向冰川退缩率明显低于东南向冰川。东坡、东南坡和南坡的冰川面积退缩率较大,分别为11.43%、12.51%和11.60%;而西坡、西北坡和北坡的退缩率较小,分别为5.91%、4.06%和4.05%。其原因主要受水汽来源及其降水量的影响。研究区属于西风环流控制区,西风环流携带着丰沛的大西洋水汽(冯童, 2015),降水由西向东递减,导致西向冰川降水更加丰富,较多的冰川补给使得其退缩率更低;其次是冰川自身规模的影响,由图3可以看出,南向冰川面积明显小于北向冰川,说明该朝向冰川以小规模冰川居多,对气候变化更加敏感。
图3 不同坡向冰川分布与面积减少百分比
Fig.3 Distribution of glaciers in different slope directions and the glacier area reduction ratio from 1978 to 2015
与绝大多数冰川退缩或停滞的状态不同,研究区内有27处冰川末端在1978-2015年间发生过特殊的前进现象,面积与长度显著增加。可以看出,这些前进冰川的分布并不均匀,大部分集中于海拔较低、规模较大的冰川冰舌处(图1)。其中音苏盖提冰川、木斯塔冰川、乔戈里冰川等大规模冰川有多处末端发生前进现象。分析各处冰川末端在3个时段的面积与长度变化情况可知(表3),27处冰川末端中,有2处在1978-1991年间发生前进,9处在1991-2001年间发生前进,其余16处均在2001-2015年间发生前进。由此可见,近40年来研究区发生的冰川前进现象越来越频繁,且在2001-2015年最多。
表3 研究区典型冰川变化特征
Tab.3 Changes in area and length of typical glaciers in the study area
| 序号 | 冰川名称 | 经度/° | 纬度/° | 面积变化/km2 | 长度变化/km | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1978-1991年 | 1991-2001年 | 2001-2015年 | 1978-1991年 | 1991-2001年 | 2001-2015年 | |||||
| 1 | 5Y654D0068 | 36.068 | 76.355 | -0.03 | 0.01 | 0.59 | -0.33 | 0.21 | 1.60 | |
| 2 | 木斯塔冰川 | 35.898 | 76.232 | 0.12 | 0.31 | 0.05 | 0.75 | 1.25 | -0.32 | |
| 3 | 木斯塔冰川 | 35.900 | 76.299 | 0.03 | 0.17 | -0.13 | 0.22 | 1.11 | -0.03 | |
| 4 | 木斯塔冰川 | 35.907 | 76.255 | -0.03 | 0.14 | 0.49 | -0.56 | 0.61 | 1.37 | |
| 5 | 木斯塔冰川 | 35.918 | 76.273 | 0.41 | -0.33 | 0.22 | 1.28 | -0.98 | 1.25 | |
| 6 | 音苏盖提冰川 | 36.093 | 76.071 | -0.07 | 0.12 | -0.06 | 0.22 | 1.15 | -0.06 | |
| 7 | 音苏盖提冰川 | 36.036 | 76.205 | 0.04 | 0.07 | 0.53 | 0.29 | 0.68 | 0.83 | |
| 8 | 木斯塔冰川 | 35.982 | 76.325 | 0.10 | 1.06 | -1.14 | 0.37 | 2.90 | -1.90 | |
| 9 | 乔戈里冰川 | 35.983 | 76.499 | -0.12 | -0.31 | 1.37 | -0.50 | -0.39 | 2.25 | |
| 10 | 5Y654D0023 | 36.009 | 76.391 | 0.03 | 0.01 | 0.15 | 0.23 | 0.22 | 1.33 | |
| 11 | 乔戈里冰川 | 35.967 | 76.456 | 0.11 | -0.09 | 0.21 | 0.58 | 0.38 | 1.11 | |
| 12 | 5Y654D0064 | 36.089 | 76.225 | 0.00 | 0.06 | 0.21 | -0.61 | 0.16 | 0.95 | |
| 13 | 5Y654D0064 | 36.083 | 76.229 | 0.06 | -0.05 | 0.15 | 0.91 | -0.54 | 1.37 | |
| 14 | 音苏盖提冰川 | 36.083 | 76.269 | -0.04 | 0.09 | 0.21 | -0.40 | 0.65 | 1.40 | |
| 15 | 音苏盖提冰川 | 36.039 | 76.196 | -0.48 | -0.12 | 1.06 | 1.01 | 0.83 | 1.05 | |
| 16 | 音苏盖提冰川 | 36.145 | 76.093 | -0.07 | 0.28 | -0.15 | 0.44 | 1.44 | 0.00 | |
| 17 | 音苏盖提冰川 | 36.128 | 76.126 | 0.07 | 0.34 | -0.14 | 0.39 | 1.04 | -0.46 | |
| 18 | 音苏盖提冰川 | 36.122 | 76.134 | 0.06 | 0.12 | -0.06 | 0.23 | 1.22 | -0.42 | |
| 19 | 5Y654D0097 | 36.191 | 76.181 | 1.37 | -0.33 | -0.44 | 2.86 | -0.03 | -0.04 | |
| 20 | 5Y654D0096 | 36.161 | 76.201 | -0.12 | -0.46 | 3.22 | 0.00 | 0.12 | 4.92 | |
| 21 | 塔吐鲁沟冰川 | 36.322 | 76.388 | 0.08 | 0.02 | 0.41 | 0.39 | 0.14 | 1.79 | |
| 22 | 塔吐鲁沟冰川 | 36.324 | 76.398 | -0.10 | -0.18 | 1.11 | -0.08 | 0.16 | 1.71 | |
| 23 | 蚯蚓冰川 | 36.068 | 76.768 | 0.01 | 0.05 | 0.24 | -0.09 | 0.07 | 1.18 | |
| 24 | 沙克斯干冰川 | 35.746 | 76.821 | 0.22 | -0.09 | 0.46 | 0.55 | -0.08 | 0.58 | |
| 25 | 5Y654C0132 | 35.712 | 76.941 | -0.40 | 0.47 | 0.05 | -0.72 | 1.29 | -0.02 | |
| 26 | 特拉木坎力冰川 | 35.678 | 76.989 | -0.02 | 0.10 | -0.08 | -0.47 | 0.91 | 0.19 | |
| 27 | 5Y654D0077 | 36.129 | 76.313 | -0.03 | 0.35 | 0.67 | -0.18 | 0.52 | 0.84 | |
此外,前进冰川对研究区冰川总体面积变化的影响也十分显著。2001-2015年间研究区内有16条冰川发生前进,增加面积为9.21 km²,而同期研究区冰川总体面积退缩面积为37.04 km²,小于1991-2001年的退缩量40.51 km²,说明部分冰川的前进减轻了冰川总体退缩的程度。分3个时段来看,1978-1991、1991-2001、2001-2015年前进冰川面积增量分别为1.20、1.81、9.21 km²,冰川面积增量持续增大,使得研究区整体冰川退缩率由快变慢的趋势更为明显。
27处末端前进冰川的面积显著增加,末端长度也快速增长,其中木斯塔冰川西侧末端、乔戈里冰川东侧末端与5Y654D0097冰川(对应表3中8、9和19号)的长度与面积急剧增加。进一步分析其他时段的遥感影像可以看出(图4)：8号冰川在1996-1998年间末端长度增加了1807 m,面积增加了0.83 km²,末端前进速度为904 m/a;9号冰川在2007-2009年间末端长度增加了892 m,面积增加了0.59 km²,末端前进速度为446 m/a;19号冰川在1978-1990年间末端长度增加了2859 m,面积增加了1.45 km²,末端前进速度为238 m/a。根据跃动冰川是指冰舌在较短时间(2~3 a)内以超过正常运动速率10倍以上的速率前进的定义(上官冬辉等, 2005; 郭万钦等, 2012),可判定上述3处冰川发生了跃动现象。
27处前进冰川中,其中6处冰川已有学者进行过研究(上官冬辉等, 2005; Copland et al, 2011; 冯童, 2015),个别冰川的长度变化情况有所差别,但总体的趋势都是一致的。由于研究年限与数据来源的差异,以及对影像中冰川辨别方法的差异,不同研究者对相同冰川变化情况的描述并不完全一致(表4)。
表4 典型冰川长度变化结果对比
Tab.4 Comparison of change in length of typical glaciers
| 冰川名称 | 经度/° | 纬度/° | 研究时段 | 长度变化/km | 来源 |
|---|---|---|---|---|---|
| 木斯塔冰川 | 35.982 | 76.325 | 1990-2000年 | 2.72 | 上官冬辉等, 2005 |
| 1991-2001年 | 2.90 | 本文 | |||
| 音苏盖提冰川 | 36.128 | 76.126 | 1990-1995年 | 1.50 | Copland et al, 2011 |
| 1991-2001年 | 1.44 | 本文 | |||
| 5Y654D0023 | 36.009 | 76.391 | 2001-2009年 | 0.92 | 冯童等, 2015 |
| 2001-2015年 | 1.33 | 本文 | |||
| 5Y654D0097 | 36.191 | 76.181 | 1977-1990年 | 2.77 | 上官冬辉等, 2005 |
| 1978-1991年 | 2.86 | 本文 | |||
| 5Y654D0077 | 36.129 | 76.313 | 1990-2001年 | 1.41 | 冯童等, 2015 |
| 2001-2015年 | 0.84 | 本文 | |||
| 5Y654C0132 | 35.712 | 76.941 | 1990-2000年 | 1.50 | Copland et al, 2011 |
| 1990-2001年 | 1.29 | 本文 |
气候因素对冰川变化起着至关重要的作用,降水影响冰川的积累量,气温影响冰川的消融量(李成秀等, 2013; 冀琴等, 2014)。由于中国青藏高原高海拔地区气象站点较少,记录数据的时间序列较短,因此选择研究区邻近的能代表此区域气候变化的塔什库尔干、吐尔尕特、乌恰3个站点的气象数据进行分析。由于夏季的气温和降水与冰川进退变化关系密切(李成秀等, 2013),本文分析了1960-2013年均温、年降水量和夏季均温、夏季降水量的变化特征(图5-6)。具体如下：①气温的年际变化。1960-2013年各站点的年均气温与夏季气温都呈现显著上升趋势。塔什库尔干、吐尔尕特、乌恰的年均温升高速率分别为0.255、0.263、0.316℃/10 a;夏季均温升高速率分别为0.170、0.187、0.229℃/10 a。其中塔什库尔干的气温波动幅度较大,乌恰的年均温与夏季均温升高速率较大。②降水量的年际变化。1960-2013年间各站点的年降水量与夏季降水量都呈现显著上升趋势。塔什库尔干、吐尔尕特、乌恰的年降水量升高速率分别为6.316、11.709、14.519 mm/10 a;夏季降水量升高速率分别为1.421、1.891、2.982 mm/10 a。其中吐尔尕特的降水量波动幅度较大,乌恰的年降水量与夏季降水量升高速率均为较大。
图5 1960-2013年年均温与降水量变化
Fig.5 Average annual precipitation and annual temperature of three stations, 1960-2013
图6 1960-2013年各站夏季均温与降水量变化
Fig.6 Average summer precipitation and temperature, 1960-2013
冰川变化滞后于气候变化。综合考虑王宁练等(1992)的观点,由于研究区冰川属于中等规模以上的亚大陆型山地冰川,以10 a的滞后期研究冰川对气候变化的响应。以3个气象站点的年均温与年降水量的平均值代表研究区的气候变化,得到1960-2013年研究区年均气温与降水量变化(图7)。依据冰川研究时段,以10 a滞后期为标准,3个时段为1978-1991、1991-2001、2001-2015年,分别对应3个气候变化区间1968-1981、1981-1991、1991-2005年。
图7 1960-2013年研究区年均气温与降水量变化
Fig.7 Average summer precipitation and temperature of three stations, 1960-2013
研究发现,冰川退缩速率与对应区间的气温和降水组合有很好响应关系：1968-1981年,研究区气温显著升高,升温速率为0.446℃/10 a,降水量有所减少,减少速率为18.889 mm/10 a,气温升高、降水量减少的水热组合对应第一阶段冰川退缩速率为最快;1981-1991年,研究区气温持续升高,升温速率为0.679℃/10 a,降水量有所增加,增加速率为20.970 mm/10 a,气温与降水量均有所升高,导致第二阶段冰川退缩速率较第一阶段变慢;1991-2005年,研究区气温仍在升高,升温速率为0.511℃/10 a,降水量持续增加,增加速率为22.525 mm/10 a,气温升高幅度较前一区间更小,而降水量增加幅度较前一区间更大,导致第三阶段冰川退缩速率较第二阶段更慢,为3个阶段中最慢。
在气候变暖趋势的影响下,研究区降水量的增加不仅会引起冰川物质平衡量的增加,还会影响到该地区辐射条件,太阳辐射减弱抑制冰川消融(冯童, 2015),是冰川退缩速率减慢的原因之一。另外由于研究区冰川为亚大陆型冰川,冰川规模较大,对气候变化较不敏感。Iturrizaga(2012)对喀喇昆仑山过去和现在冰川变化进行分析发现,喀喇昆仑山冰川运动特征与其周边山区诸如帕米尔、天山地区、喜马拉雅山脉的普遍退缩趋势有相当大的差异,前者对全球气温变化有明显的滞后响应。
此外,进一步分析克勒青河流域冰川变化影响因素发现,现有的气象数据和模型可能低估了研究区的降水量。Yao等(2012)指出,喀喇昆仑山北部和帕米尔东部地区可获取的降水观测数据非常稀少且不准确,而全球降水气候项目(Global Precipitation Climatology Project)通过卫星重新观测降水数据,显示该地区降水量远大于已有的观测值。因此降水的增加在一定程度上抑制了研究区冰川的消融,导致克勒青河流域冰川在气候变暖背景下反而退缩缓慢,甚至微弱增长。
冰川跃动是冰川运动的一种特殊形式,导致冰川跃动的诱因复杂,地质学上尚无定论(张文敬, 1983; 蒋宗立等, 2011)。喀喇昆仑山跃动冰川和前进冰川的出现主要受海拔、地质条件与气候因素(Hewitt, 2011)的影响。综合分析研究区冰川跃动的影响因素发现：
(1) 冰体基部压力增大,导致冰川底部的快速滑动,这是冰川发生跃动的直接原因(Kamb et al, 1985)。冰川顶部变厚导致下覆压力增大,冰川内部应力平衡受到破坏,上游冰流速度加快导致冰体向下游输送,大量冰体向冰川末端海拔较低的河谷排泄,从而引起冰川的跃动。
(2) 冰川的内部结构的不稳定,以及内部积聚的能量变化是跃动发生的必要条件。克勒青河流域冰川的积累区面积相对较大,内部积聚的能量变化复杂。中国冰川目录资料显示,研究区内5Y654D0048与5Y654D0097冰川的冰川作用系数(积累区面积与消融区面积之比)分别为2.3和4.8,表明该冰川极不稳定(上官冬辉等, 2005)。
(3) 冰川的几何形态也与跃动现象紧密相关。Barrand等(2006)通过回归分析发现,长度长、面积大、顶部与底部海拔高差大的冰川更容易发生跃动,且长度因素对冰川跃动的影响最大。牛竞飞等(2011)在研究喀喇昆仑山冰川跃动现象时指出,发生跃动的冰川通常长度较长,垂直高差大,导致冰川的顶端与底部温度差异较大,形成复合多温性冰川;冰舌部分温度较高,流动性较强。
(4) 冰川物质平衡对冰川跃动的发生频率起着至关重要作用(Copland et al, 2011)。Eisen等(2001)在研究Variegated冰川时指出,一次积累性强降雪对触发冰川跃动来说是必要的,降雪导致山顶覆盖冰雪厚度增加,冰川上部压力增大,冰块和积雪滚落下来,形成冰崩和雪崩,为冰川中下部提供物质和动力来源。因此更多的冰川物质正平衡会导致冰川两次跃动之间的时间间隔缩短,跃动频率升高。而冰川物质平衡直接受降水与气温等因素变化的影响,刘时银等(1998)指出,气温升高1℃可使天山乌鲁木齐河源1号冰川平衡线高度上升81 m,降水量增加20%可使平衡线高度下降31 m。可见,分析气候变化对冰川跃动的研究十分重要。
(1) 通过遥感技术监测喀喇昆仑山克勒青河流域的冰川变化,发现1978-2015年间研究区冰川面积减少145.78 km²,占1978年冰川面积为8.00%,年均退缩速率为0.22%/a。相较于青藏高原其他地区,克勒青河流域冰川的退缩幅度偏小。近40年克勒青河流域冰川在气候变暖的背景下反而呈现退缩速率由快变慢的趋势,说明20世纪90年代以来喀喇昆仑山与其周边地区冰川保持稳定或微弱前进。
(2) 研究区不同规模的冰川退缩速率明显不同,冰川规模越小,退缩幅度越大,面积小于1 km²的冰川退缩最为严重。这表明冰川规模越小,对气候变化越敏感。研究区冰川在各坡向分布并不均匀,北坡面积最大而西坡面积最小,其中东南向冰川退缩率明显高于西北向冰川,主要是由西风环流带来的丰沛降水以及冰川自身规模所致。
(3) 1978-2015年,研究区27处冰川末端发生特殊的前进现象,面积与长度显著增加。前进冰川对冰川总体面积变化的影响十分显著,使得研究区整体冰川退缩发生减缓。
(4)根据上官冬辉等(2005)、郭万钦等(2012)对跃动冰川的判断标准,本文判定研究区内有3条冰川发生了跃动现象,分别为：木斯塔冰川西侧冰舌在1996-1998年间末端前进速度为904 m/a;乔戈里冰川东侧冰舌在2007-2009年间末端前进速度为446 m/a;5Y654D0097冰川在1978-1990年间末端前进速度为238 m/a。冰川跃动是冰川运动的特殊方式,物理机制复杂,克勒青河谷冰川跃动的主要原因有：冰体基部压力增大,导致冰川底部的快速滑动,这是冰川发生跃动的直接原因;冰川内部结构的不稳定,以及内部积聚的能量变化是跃动发生的必要条件;冰川的几何形态也与跃动现象紧密相关,长度长、面积大、顶部与底部海拔高差大的冰川更容易发生跃动;此外,冰川物质平衡对冰川跃动的发生频率起着至关重要的作用,更多的冰川物质正平衡会导致冰川跃动频率升高。
(5) 以10 a为滞后期分析研究区周边气象站点资料,发现冰川退缩速率与气温和降水的组合有很好的响应关系。近50年来研究区气温持续升高,降水量则以1981年为分界点,呈现“先减后增”趋势(Yao et al, 2012)。在气温升高的大背景下,研究区降水量的增加不仅能够增加冰川的积累,还会影响到该地区辐射条件,太阳辐射减弱抑制冰川消融,是研究区冰川退缩速率减慢的原因之一。
The authors have declared that no competing interests exist.
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近百年来中国冰川变化及其对气候变化的敏感性研究进展 [J].https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2009.02.010 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
冰川变化是气候变化的产物，也是气候变化的指示器。在全球变暖的背景下，近百年来我国冰川消融强烈， 以退缩为主。本文对近百年来我国冰川末端退缩、物质平衡变化和冰川面积变化方面的研究成果进行了综合分析， 从时间和空间两方面探讨了我国冰川变化对气候变化响应的敏感性。结果表明，我国冰川末端变化对气候变化的 响应在时间上要滞后10~20 年，冰川末端退缩、物质平衡变化和面积变化的幅度在青藏高原边缘和周边地区要大 于高原内部，对气候变化响应的敏感性也由内部向边缘增强。最后指出了我国冰川变化研究中存在的主要问题及 今后发展趋势。
Progress in glacier variations in China and its sensitivity to climatic change during the past century [J].https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2009.02.010 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
冰川变化是气候变化的产物，也是气候变化的指示器。在全球变暖的背景下，近百年来我国冰川消融强烈， 以退缩为主。本文对近百年来我国冰川末端退缩、物质平衡变化和冰川面积变化方面的研究成果进行了综合分析， 从时间和空间两方面探讨了我国冰川变化对气候变化响应的敏感性。结果表明，我国冰川末端变化对气候变化的 响应在时间上要滞后10~20 年，冰川末端退缩、物质平衡变化和面积变化的幅度在青藏高原边缘和周边地区要大 于高原内部，对气候变化响应的敏感性也由内部向边缘增强。最后指出了我国冰川变化研究中存在的主要问题及 今后发展趋势。
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喀喇昆仑山乔戈里峰南北坡冰川变化对比研究[D] .A comparison study of glacier changes on the North and South slope of Mt. K2 area, Karakoram [D]. |
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木孜塔格西北坡鱼鳞川冰川跃动遥感监测 [J].
基于Landsat卫星数据的遥感监测发现, 木孜塔格峰西北坡鱼鳞川冰川的中支在2007-2011年间发生了跃动, 冰川北侧末端在几年内前进距离达到了(548±34) m.进一步的监测发现, 该冰川的大幅跃动主要发生于2008年10月至2009年3月.跃动期间冰川表面约4.8 km长的范围经历了急剧的破碎化过程, 并呈现出最早由冰川中部积蓄区下段开始, 然后向上下游逐渐扩展的特征.对冰面裂隙及其他特征点的追踪发现, 冰川除积累区以外的部位都产生明显的位移, 其中冰川中部以下至冰舌部各点的位移都在1 km以上.同时, 冰面运动速度的计算结果也显示, 冰川各个部分都经历了急剧的运动速度变化过程, 其中冰川中部最大运动可视速率达到约(13.3±1.5)m·d-1, 并且还揭示出该冰川的跃动具有北侧主末端最先开始快速运动, 然后向上游逐渐扩展的特征.
Monitoring recent surging of the Yulinchuan Glacier on north slopes of Muztag range by remote sensing [J].
基于Landsat卫星数据的遥感监测发现, 木孜塔格峰西北坡鱼鳞川冰川的中支在2007-2011年间发生了跃动, 冰川北侧末端在几年内前进距离达到了(548±34) m.进一步的监测发现, 该冰川的大幅跃动主要发生于2008年10月至2009年3月.跃动期间冰川表面约4.8 km长的范围经历了急剧的破碎化过程, 并呈现出最早由冰川中部积蓄区下段开始, 然后向上下游逐渐扩展的特征.对冰面裂隙及其他特征点的追踪发现, 冰川除积累区以外的部位都产生明显的位移, 其中冰川中部以下至冰舌部各点的位移都在1 km以上.同时, 冰面运动速度的计算结果也显示, 冰川各个部分都经历了急剧的运动速度变化过程, 其中冰川中部最大运动可视速率达到约(13.3±1.5)m·d-1, 并且还揭示出该冰川的跃动具有北侧主末端最先开始快速运动, 然后向上游逐渐扩展的特征.
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博格达峰地区气候变化特征及其对冰川变化的影响 [J].https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2014.10.010 Magsci [本文引用: 1] 摘要
20 世纪中叶以来,随着全球变暖加剧,中国冰川普遍发生了退缩,对局地人民生活、生存环境及社会经济产生了深刻的影响,对位于西北干旱区的博格达峰地区尤为突出。本文首先采用趋势分析、突变检验和小波变换等方法对研究区周边气温、降水进行研究,同时应用Landsat 1-4、5、7MSS、TM/ETM+影像分析1972-2013 年博格达峰区冰川变化特征,在此基础上系统探讨冰川变化与该区气候变化之间的响应关系。结果表明:①1960-2013年研究区气温、降水变化倾向分别为0.19℃/10 a 和12.4 mm/10 a;年平均气温在1990 年前后存在显著突变,年降水量在1985 年前后存在突变。气温主要表现为8~10 a 的周期,降水周期性较差。目前处于气温偏高、降水偏少期;②1972-2013 年冰川面积减少46.71 ± 1.32 km2,年均退缩率为0.66% ± 0.02%,冰川退缩趋势明显。其中1972-1990 年,冰川年均退缩率为0.44% ± 0.03%;近20 年来冰川退缩加剧,年均退缩率达到0.78% ± 0.09%;③通过分形理论对研究区冰川空间结构特征分析表明,预计未来冰川消融率将趋于稳定,但仍处于较高状态;④对比中国西部各地区冰川的变化,发现该地区冰川退缩和其他区域退缩速率相吻合;⑤1990年之前博格达峰地区冰川变化受温度和降水共同控制,1990年之后冰川退缩主要由气温上升引起。
Climate variation and glacier response in the Bogda region, Tianshan Mountains [J].https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2014.10.010 Magsci [本文引用: 1] 摘要
20 世纪中叶以来,随着全球变暖加剧,中国冰川普遍发生了退缩,对局地人民生活、生存环境及社会经济产生了深刻的影响,对位于西北干旱区的博格达峰地区尤为突出。本文首先采用趋势分析、突变检验和小波变换等方法对研究区周边气温、降水进行研究,同时应用Landsat 1-4、5、7MSS、TM/ETM+影像分析1972-2013 年博格达峰区冰川变化特征,在此基础上系统探讨冰川变化与该区气候变化之间的响应关系。结果表明:①1960-2013年研究区气温、降水变化倾向分别为0.19℃/10 a 和12.4 mm/10 a;年平均气温在1990 年前后存在显著突变,年降水量在1985 年前后存在突变。气温主要表现为8~10 a 的周期,降水周期性较差。目前处于气温偏高、降水偏少期;②1972-2013 年冰川面积减少46.71 ± 1.32 km2,年均退缩率为0.66% ± 0.02%,冰川退缩趋势明显。其中1972-1990 年,冰川年均退缩率为0.44% ± 0.03%;近20 年来冰川退缩加剧,年均退缩率达到0.78% ± 0.09%;③通过分形理论对研究区冰川空间结构特征分析表明,预计未来冰川消融率将趋于稳定,但仍处于较高状态;④对比中国西部各地区冰川的变化,发现该地区冰川退缩和其他区域退缩速率相吻合;⑤1990年之前博格达峰地区冰川变化受温度和降水共同控制,1990年之后冰川退缩主要由气温上升引起。
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念青唐古拉山东段八盖乡地区近40年冰川与气候变化研究 [J].
基于1970年航空像片和1999年、2011年ETM+数据, 利用决策树分类和目视解译方法提取念青唐古拉山东段八盖乡地区关星冰川、麻果龙冰川、若果冰川、江普冰川和那龙冰川的冰川边界,研究了上述5条冰川近40 a进退变化及其与气候变化的关系.结果表明:1970 2011年间,研究区5条冰川整体呈萎缩态势,冰川总面积减小了216.52 km2,其中1970-1999年各条冰川退缩速率(面积和末端)均大于1999-2011年,冰川退缩具有减缓的趋势,分析研究区附近气象资料可知,降 水增加是冰川减缓退缩的主要原因.近40 a来研究区5条冰川面积退缩速率和冰川末端海拔呈反相关关系,冰川面积退缩速率随冰川末端海拔升高而降低,江普冰川的末端海拔最低,为3 179 m,其退缩速率最大为1.75 km2/a,关星冰川末端海拔最高,为4 276 m,其退缩速率最小为0.38 km2/a.依据丁青站温度和降水数据,对研究区未来十几年冰川变化情况作初步预测,认为研究区冰川将处于加速退缩状态.
Study on relationship between glacier retreat and climate change in the eastern Nyainqentanglha in the past 40 years [J].
基于1970年航空像片和1999年、2011年ETM+数据, 利用决策树分类和目视解译方法提取念青唐古拉山东段八盖乡地区关星冰川、麻果龙冰川、若果冰川、江普冰川和那龙冰川的冰川边界,研究了上述5条冰川近40 a进退变化及其与气候变化的关系.结果表明:1970 2011年间,研究区5条冰川整体呈萎缩态势,冰川总面积减小了216.52 km2,其中1970-1999年各条冰川退缩速率(面积和末端)均大于1999-2011年,冰川退缩具有减缓的趋势,分析研究区附近气象资料可知,降 水增加是冰川减缓退缩的主要原因.近40 a来研究区5条冰川面积退缩速率和冰川末端海拔呈反相关关系,冰川面积退缩速率随冰川末端海拔升高而降低,江普冰川的末端海拔最低,为3 179 m,其退缩速率最大为1.75 km2/a,关星冰川末端海拔最高,为4 276 m,其退缩速率最小为0.38 km2/a.依据丁青站温度和降水数据,对研究区未来十几年冰川变化情况作初步预测,认为研究区冰川将处于加速退缩状态.
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应用SAR特征匹配方法估计音苏盖提冰川表面流速 [J].
喀喇昆仑山区冰川因位于高海拔地区且远离人类正常活动的区域，使得连续的表面流速的地面观测很难实施，因此，对该区域冰川运动机理研究相对比较少.采用日本高级陆地观测卫星携带的相控阵型L波段合成孔径雷达 (Advanced Land Observing Satellite ,Phase Array L-band Synthetic Aperture Radar，ALOS PALSAR) 特征匹配方法（Feature-Tracking）获取了音苏盖提冰川的季节表面流速，并对误差进行了分析. 结果表明：季节和年均表面流速分布图上都存在两条明显快速运动的冰流；南分支冰川-斯嘎姆里冰川（Skamri Glacier）夏季的流速大于其他季节，冰流横截面流速特征表明，该分支存在明显的块体运动现象，很可能正处于跃动期.
Using feature-tracking of ALOS PALSAR images to acquire the Yengisogat Glacier surface velocities [J].
喀喇昆仑山区冰川因位于高海拔地区且远离人类正常活动的区域，使得连续的表面流速的地面观测很难实施，因此，对该区域冰川运动机理研究相对比较少.采用日本高级陆地观测卫星携带的相控阵型L波段合成孔径雷达 (Advanced Land Observing Satellite ,Phase Array L-band Synthetic Aperture Radar，ALOS PALSAR) 特征匹配方法（Feature-Tracking）获取了音苏盖提冰川的季节表面流速，并对误差进行了分析. 结果表明：季节和年均表面流速分布图上都存在两条明显快速运动的冰流；南分支冰川-斯嘎姆里冰川（Skamri Glacier）夏季的流速大于其他季节，冰流横截面流速特征表明，该分支存在明显的块体运动现象，很可能正处于跃动期.
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基于遥感和GIS的西藏朋曲流域冰川变化研究 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-0240.2004.03.004 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
以西藏朋曲流域为例,利用1970年代中国冰川编目数据、2000/2001年ASTER遥感影像及数字高程模型,得到研究区两期冰川分布图,在GIS支持下统计分析冰川变化趋势.结果表明:近30a流域内冰川数量减少10%,面积退缩9%,冰储量减少8.4%;通过对不同规模的冰川分析,再次证实小冰川对气候变化更为敏感.
Glacier variation in the Pumqu Basin derived from remote sensing data and GIS technique [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-0240.2004.03.004 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
以西藏朋曲流域为例,利用1970年代中国冰川编目数据、2000/2001年ASTER遥感影像及数字高程模型,得到研究区两期冰川分布图,在GIS支持下统计分析冰川变化趋势.结果表明:近30a流域内冰川数量减少10%,面积退缩9%,冰储量减少8.4%;通过对不同规模的冰川分析,再次证实小冰川对气候变化更为敏感.
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喀喇昆仑山克勒青河上游地区冰川的初步研究 [J].https://doi.org/10.1007/BF02919155 URL [本文引用: 2] The preliminary studies on the existing glaciers located in the upper region of Shaksgam River, Karakoram Mountains [J].https://doi.org/10.1007/BF02919155 URL [本文引用: 2] |
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喀喇昆仑山克勒青河谷冰川冰岩界面特征的初步研究 [J].
在研究区冰川末端,冰-岩界面处观察发现复冰层、冰下空穴及与冰下蚀积过程有关的冰内剪切带等现象。分析表明,粒度频率曲线为单峰型,以2φ为界的粒级含量比反映冰下岩屑破碎和磨蚀作用的比例。同时,有融水出现时,粒度频率峰值位于大于2φ的区域,否则,在小于2φ的区域。
Characteristic at boundary face of ice-bedrock on the upper region of Shaksgam Valley, Karakoram [J].
在研究区冰川末端,冰-岩界面处观察发现复冰层、冰下空穴及与冰下蚀积过程有关的冰内剪切带等现象。分析表明,粒度频率曲线为单峰型,以2φ为界的粒级含量比反映冰下岩屑破碎和磨蚀作用的比例。同时,有融水出现时,粒度频率峰值位于大于2φ的区域,否则,在小于2φ的区域。
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1990-2011年西昆仑峰区冰川变化的遥感监测 [J].https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2013.04.007 Magsci [本文引用: 2] 摘要
本文应用Landsat 5、7 TM、ETM+影像分析1990-2011年昆仑山西段昆仑峰区冰川变化特征,结果表明:1990-2011年冰川面积减少16.83 km2,退缩率仅为0.65%,冰川退缩趋势不明显。单条冰川变化有进有退,中峰冰川末端在2002-2004年以661 m/a的速率前进,初步判定为跃动冰川。1991-1998年,崇测冰川面积增加9.47 km2,冰川末端以200 m/a的速率前进,不排除有跃动冰川的可能性。尽管近年来全球气温普遍上升,大量冰川处于退缩状态,但统计已有研究结果发现近50年来青藏高原存在冰川长度、面积增加,冰川物质平衡为正的现象,表现出冰川对气候变化复杂的反馈机制。通过分析气象站点和冰芯资料,研究区周边地区气温上升、降水量缓慢增加可能是冰川微弱退缩的原因之一;增强的西风环流带来更多的降水、研究区以极大陆型大规模冰川为主,也可能是冰川退缩幅度较小的原因。
Variation of West Kunlun Mountains Glacier during 1990-2011 [J].https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2013.04.007 Magsci [本文引用: 2] 摘要
本文应用Landsat 5、7 TM、ETM+影像分析1990-2011年昆仑山西段昆仑峰区冰川变化特征,结果表明:1990-2011年冰川面积减少16.83 km2,退缩率仅为0.65%,冰川退缩趋势不明显。单条冰川变化有进有退,中峰冰川末端在2002-2004年以661 m/a的速率前进,初步判定为跃动冰川。1991-1998年,崇测冰川面积增加9.47 km2,冰川末端以200 m/a的速率前进,不排除有跃动冰川的可能性。尽管近年来全球气温普遍上升,大量冰川处于退缩状态,但统计已有研究结果发现近50年来青藏高原存在冰川长度、面积增加,冰川物质平衡为正的现象,表现出冰川对气候变化复杂的反馈机制。通过分析气象站点和冰芯资料,研究区周边地区气温上升、降水量缓慢增加可能是冰川微弱退缩的原因之一;增强的西风环流带来更多的降水、研究区以极大陆型大规模冰川为主,也可能是冰川退缩幅度较小的原因。
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1980-2007年喜马拉雅东段洛扎地区冰川变化遥感监测 [J].
利用1980年地形图和多年遥感资料,采用目视解译方法手工提取了喜马拉雅东段洛扎地区4个时期的冰川信息,对冰川时空分布特征和变化与不确定性进行了分析,并结合近28年(1980~2007年)的气温、降水量资料对研究区的冰川变化原因进行了研究。结果表明:(1)1980~2007年,洛扎地区冰川面积从491.64 km2减少至410.87 km2,退缩了80.76 km2,占1980年总面积的16.4%;(2)冰川规模等级和面积减少百分比呈反相关关系,该地区1980年面积在1 km2以内的冰川多达236条,占冰川总数量的71.7％,这使得洛扎地区冰川系统对气候变化十分敏感;(3)1980~2007年,主要的冰川消融发生在海拔6500 m以下,面积减少共79.76 km2,占研究区冰川退缩总面积的98.8%,而海拔6500 m以上面积仅减少1 km2,占研究区冰川退缩总面积的1.2%;(4)1980~2007年,不同坡度的冰川面积都在减小,低坡度上的消融量比较大而高坡度上消融量比较小;(5)1980~2007年,各个坡向的冰川面积都在减少,但东坡、东南坡、南坡和西南坡冰川消融量大,北坡、东北坡、西坡和西北坡消融量较小;(6)喜马拉雅东段冰川面积退缩速率比中、西段快,喜马拉雅地区冰川退缩比青藏高原腹地的冰川退缩快;(7)1980年以来,气温升高和降水在波动中变化不大是本区冰川退缩的主要原因。
Monitoring glacial variations based on remote sensing in the Luozha region, eastern Himalayas, 1980-2007 [J].
利用1980年地形图和多年遥感资料,采用目视解译方法手工提取了喜马拉雅东段洛扎地区4个时期的冰川信息,对冰川时空分布特征和变化与不确定性进行了分析,并结合近28年(1980~2007年)的气温、降水量资料对研究区的冰川变化原因进行了研究。结果表明:(1)1980~2007年,洛扎地区冰川面积从491.64 km2减少至410.87 km2,退缩了80.76 km2,占1980年总面积的16.4%;(2)冰川规模等级和面积减少百分比呈反相关关系,该地区1980年面积在1 km2以内的冰川多达236条,占冰川总数量的71.7％,这使得洛扎地区冰川系统对气候变化十分敏感;(3)1980~2007年,主要的冰川消融发生在海拔6500 m以下,面积减少共79.76 km2,占研究区冰川退缩总面积的98.8%,而海拔6500 m以上面积仅减少1 km2,占研究区冰川退缩总面积的1.2%;(4)1980~2007年,不同坡度的冰川面积都在减小,低坡度上的消融量比较大而高坡度上消融量比较小;(5)1980~2007年,各个坡向的冰川面积都在减少,但东坡、东南坡、南坡和西南坡冰川消融量大,北坡、东北坡、西坡和西北坡消融量较小;(6)喜马拉雅东段冰川面积退缩速率比中、西段快,喜马拉雅地区冰川退缩比青藏高原腹地的冰川退缩快;(7)1980年以来,气温升高和降水在波动中变化不大是本区冰川退缩的主要原因。
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天山乌鲁木齐河源1号冰川物质平衡对气候变化的敏感性研究 [J].Magsci 摘要
应用度日物质平衡模式对天山乌鲁木齐河源1号冰川物质平衡及平衡线高度对气候变化的敏感性进行了研究。结果表明,位于大陆性气候区且具有暖季补给特征的乌鲁木齐河源1号冰川物质平衡对气候变化的敏感性要小于海洋性冰川,升温1℃或增加20%的降水可引起平衡线上升81m或下降31m.此外,气温与降水在物质平衡形成过程中的作用是不同的,气温引起物质平衡剖面以旋转方式变化,而降水可导致其平移方式的响应。若未来升温2℃时,即使降水增加30%,1号冰川向负平衡变化仍然不能得到遏制。
Mass balance sensitivity to climate change of the glacier No.1 at the Urumqi River Head, Tianshan Mts [J].Magsci 摘要
应用度日物质平衡模式对天山乌鲁木齐河源1号冰川物质平衡及平衡线高度对气候变化的敏感性进行了研究。结果表明,位于大陆性气候区且具有暖季补给特征的乌鲁木齐河源1号冰川物质平衡对气候变化的敏感性要小于海洋性冰川,升温1℃或增加20%的降水可引起平衡线上升81m或下降31m.此外,气温与降水在物质平衡形成过程中的作用是不同的,气温引起物质平衡剖面以旋转方式变化,而降水可导致其平移方式的响应。若未来升温2℃时,即使降水增加30%,1号冰川向负平衡变化仍然不能得到遏制。
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2009年喀喇昆仑山叶尔羌河冰川阻塞湖及冰川跃动监测 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1008-2786.2011.03.003 URL 摘要
在气候变化的影响下,喀喇昆仑山叶尔羌河冰川突发洪水近几年频繁发生。2009-05—09,利用中国环境减灾卫星(HJ-1A/1B)影像,对叶尔羌河上游冰川突发洪水的源头进行了动态监测。在克亚吉尔冰川末端发现了冰川阻塞湖,并监测到其不断扩大。2009-08初该处冰川湖突然消失,同期影像显示其消失后,河谷中残留大量冰体,与往年情况差异巨大。结合相关水文记录及历史资料分析认为,极有可能是冰川末端突然前进(跃动)使冰川坝遭到破坏,导致冰川阻塞湖泄水。由此推测克亚吉尔冰川发生了罕见跃动现象,但需要进一步研究验证。
Monitoring on ice-dammed lake and related surging glaciers in Yarkant River, Karakorum in 2009 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1008-2786.2011.03.003 URL 摘要
在气候变化的影响下,喀喇昆仑山叶尔羌河冰川突发洪水近几年频繁发生。2009-05—09,利用中国环境减灾卫星(HJ-1A/1B)影像,对叶尔羌河上游冰川突发洪水的源头进行了动态监测。在克亚吉尔冰川末端发现了冰川阻塞湖,并监测到其不断扩大。2009-08初该处冰川湖突然消失,同期影像显示其消失后,河谷中残留大量冰体,与往年情况差异巨大。结合相关水文记录及历史资料分析认为,极有可能是冰川末端突然前进(跃动)使冰川坝遭到破坏,导致冰川阻塞湖泄水。由此推测克亚吉尔冰川发生了罕见跃动现象,但需要进一步研究验证。
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近百年来青藏高原冰川的进退变化 [J].https://doi.org/10.1007/BF02873097 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
近百年来,青藏高原的冰川虽然出现过两次退缩速率减缓或相对稳定甚至小的前进阶段,但总的过程仍然呈明显的波动退缩趋势.随着全球气候的波动变暖,特别是进入20世纪80年代以来的快速增温,使高原冰川末端在近几十年间出现了快速退缩.以高原东部和南部边缘山地的冰川变化幅度最大,而高原中北部山区和羌塘地区的冰川变化幅度较小,相对比较稳定.显示出青藏高原冰川对气候变化响应的敏感性在边缘山区较中腹地区更为敏感.
Fluctuations of the glaciers on the Qinghai-Tibetan Plateau during the past century [J].https://doi.org/10.1007/BF02873097 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
近百年来,青藏高原的冰川虽然出现过两次退缩速率减缓或相对稳定甚至小的前进阶段,但总的过程仍然呈明显的波动退缩趋势.随着全球气候的波动变暖,特别是进入20世纪80年代以来的快速增温,使高原冰川末端在近几十年间出现了快速退缩.以高原东部和南部边缘山地的冰川变化幅度最大,而高原中北部山区和羌塘地区的冰川变化幅度较小,相对比较稳定.显示出青藏高原冰川对气候变化响应的敏感性在边缘山区较中腹地区更为敏感.
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中国喀喇昆仑山、慕士塔格—公格尔山典型冰川变化监测结果 [J].
以世界第二高峰乔戈里峰(K2,海拔8611m)闻名的喀喇昆仑山,发育着规模巨大的山地冰川.国内、外科学工作者曾对喀喇昆仑山进行过许多次科学考察和探险活动.
Monitoring results of glacier changes in China Karakorum and Muztag Ata-Konggur Mountains by remote sensing [J].
以世界第二高峰乔戈里峰(K2,海拔8611m)闻名的喀喇昆仑山,发育着规模巨大的山地冰川.国内、外科学工作者曾对喀喇昆仑山进行过许多次科学考察和探险活动.
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喀喇昆仑山克勒青河谷近年来发现有跃动冰川 [J].
根据冰川编目、Landsat MSS/TM/ETM+影像和相关的历史考察制图,利用GIS进行了不同时期的冰川分布图的制作,对比分析了不同时期冰川范围.重点监测了喀喇昆仑山北坡克勒青河的5Y654D48、5Y654D97的不同时段内的冰川运动状况.结果发现:5Y654D48冰川和5Y654D97冰川分别在1990—2000年与1977—1990年间运动速度达272 m·a-1,213.1 m·a-1,比其它时段运动速度大7~20倍,具备跃动冰川的运动特征.分析认为,5Y654D48冰川在1990—2000年、5Y654D97在1977—1990年间曾分别发生过冰川跃动.
Surging glacier found in Shaksgam River, Karakorum Mountains [J].
根据冰川编目、Landsat MSS/TM/ETM+影像和相关的历史考察制图,利用GIS进行了不同时期的冰川分布图的制作,对比分析了不同时期冰川范围.重点监测了喀喇昆仑山北坡克勒青河的5Y654D48、5Y654D97的不同时段内的冰川运动状况.结果发现:5Y654D48冰川和5Y654D97冰川分别在1990—2000年与1977—1990年间运动速度达272 m·a-1,213.1 m·a-1,比其它时段运动速度大7~20倍,具备跃动冰川的运动特征.分析认为,5Y654D48冰川在1990—2000年、5Y654D97在1977—1990年间曾分别发生过冰川跃动.
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遥感影像的冰川信息提取方法对比 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1672-4623.2010.03.015 URL [本文引用: 2] 摘要
以林芝地区为例,首先利用2001年10-12月ETM＋遥感数据、地质图和DEM数据,经过遥感图像预处理生成冰川信息提取的基础影像。在此基础上采用波段比值法、主成分分析法、光谱角制图法、非监督分类法、监督分类法等进行冰川信息的自动提取,对各种提取方法进行了对比。结果表明,监督分类提取的冰川信息图像清晰、层次分明、分类边界清楚、满足冰川地貌解译的要求。最后通过实例分析得出监督分类法在提取林芝地区冰川信息时获得了较好的应用效果。
Comparative study of glaciers information extraction method based on remote sensing image [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1672-4623.2010.03.015 URL [本文引用: 2] 摘要
以林芝地区为例,首先利用2001年10-12月ETM＋遥感数据、地质图和DEM数据,经过遥感图像预处理生成冰川信息提取的基础影像。在此基础上采用波段比值法、主成分分析法、光谱角制图法、非监督分类法、监督分类法等进行冰川信息的自动提取,对各种提取方法进行了对比。结果表明,监督分类提取的冰川信息图像清晰、层次分明、分类边界清楚、满足冰川地貌解译的要求。最后通过实例分析得出监督分类法在提取林芝地区冰川信息时获得了较好的应用效果。
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近百年来山地冰川波动与气候变化 [J].Magsci 摘要
通过全球不同地区近百年来山地冰川变化的对比研究发现,山地冰川在本世纪总的退缩趋势下前进脉动的次数随纬度升高而增加。中纬度山地冰川随大陆性气候的加强,前进脉动表现不显著,甚至前进脉动次数减少。北半球山地冰川前进在统计意义上滞后于气候变化12—13 a左右。在未来气候变暖的情况下,本世纪末北半球山地冰川将以退缩为主。
Mountain glacier fluctuations and climatic change during the last 100 years [J].Magsci 摘要
通过全球不同地区近百年来山地冰川变化的对比研究发现,山地冰川在本世纪总的退缩趋势下前进脉动的次数随纬度升高而增加。中纬度山地冰川随大陆性气候的加强,前进脉动表现不显著,甚至前进脉动次数减少。北半球山地冰川前进在统计意义上滞后于气候变化12—13 a左右。在未来气候变暖的情况下,本世纪末北半球山地冰川将以退缩为主。
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基于遥感的冰川信息提取方法研究进展 [J].https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0013 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
对冰川监测中常用的遥感卫星、 传感器及冰川信息提取方法等进行了综合评价, 常规方法中普遍认为比值法的精度最高, 新产生的面向对象分类和雷达干涉测量方法虽一定程度上提高了冰川提取精度, 但冰碛物仍是自动识别的难点. 针对表碛覆盖冰川虽发展了一些自动、 半自动的方法, 但这些方法还不够成熟、 不具有通用性. 积雪、 冰碛物和地面验证仍是冰川自动提取存在的重要问题, 发展更先进、 更成熟的方法是冰川研究的重要方向, 未来可以尝试采用粗糙集理论及ICESAT卫星波形提高冰川信息提取的精度.
Study of extracting glacier information from remote sensing [J].https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0013 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
对冰川监测中常用的遥感卫星、 传感器及冰川信息提取方法等进行了综合评价, 常规方法中普遍认为比值法的精度最高, 新产生的面向对象分类和雷达干涉测量方法虽一定程度上提高了冰川提取精度, 但冰碛物仍是自动识别的难点. 针对表碛覆盖冰川虽发展了一些自动、 半自动的方法, 但这些方法还不够成熟、 不具有通用性. 积雪、 冰碛物和地面验证仍是冰川自动提取存在的重要问题, 发展更先进、 更成熟的方法是冰川研究的重要方向, 未来可以尝试采用粗糙集理论及ICESAT卫星波形提高冰川信息提取的精度.
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南迦巴瓦峰的跃动冰川 [J].
根据运动速度和运动规律的不同,冰川学家将世界上的现代冰川分为两大类:常态冰川和跃动冰川。所谓跃动冰川,是指在几小时、几天或者几个星期内突然快速前进几米、几十米甚至几公里的冰川。这类冰川跃动的周期具有一定的规律性,所以有人也把它叫做“波动冰川”。冰川跃动时,可以在很短的时间内,将沿途的森林、道路和村庄冲毁,给人类生命、财产和经济建设带来意想不到的损失。因此,有人将冰川跃动又叫做“灾难性的冰川前进”。
A surging glacier in the Nanjiabawa Peak area, Himalayas [J].
根据运动速度和运动规律的不同,冰川学家将世界上的现代冰川分为两大类:常态冰川和跃动冰川。所谓跃动冰川,是指在几小时、几天或者几个星期内突然快速前进几米、几十米甚至几公里的冰川。这类冰川跃动的周期具有一定的规律性,所以有人也把它叫做“波动冰川”。冰川跃动时,可以在很短的时间内,将沿途的森林、道路和村庄冲毁,给人类生命、财产和经济建设带来意想不到的损失。因此,有人将冰川跃动又叫做“灾难性的冰川前进”。
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喀喇昆仑山现代冰川的研究 [J].
喀喇昆仑山,以崎岖的地形,巨大的海拔,以及广泛的冰川作用闻名于世界。它是世界山岳冰川最发达的山系,约28—37%的面积为冰川所覆盖[1、2]。我们根据陆地卫星影像统计,整个山系的冰川面积达18,009平方公里,约有102条冰川长度超过10公里(图1)。喀喇昆仑山,地处中亚内陆干旱地区,为什么能发育规模如此巨大的冰川,这些冰川的时空分布、区域性特征、物理特征、近期变化等问题,是人们所感兴趣的课题。
Study of the present glaciers in the Karakoram [J].
喀喇昆仑山,以崎岖的地形,巨大的海拔,以及广泛的冰川作用闻名于世界。它是世界山岳冰川最发达的山系,约28—37%的面积为冰川所覆盖[1、2]。我们根据陆地卫星影像统计,整个山系的冰川面积达18,009平方公里,约有102条冰川长度超过10公里(图1)。喀喇昆仑山,地处中亚内陆干旱地区,为什么能发育规模如此巨大的冰川,这些冰川的时空分布、区域性特征、物理特征、近期变化等问题,是人们所感兴趣的课题。
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Multivariate controls on the incidence of glacier surging in the Karakoram Himalaya [J].https://doi.org/10.1657/1523-0430(2006)38[489:MCOTIO]2.0.CO;2 URL 摘要
Surge-type glaciers experience cyclic flow instabilities characterized by alternating periods of slow and fast flow. The geographical distribution of surge-type glaciers has been shown to be distinctly non-random in that they are clustered in some regions yet are completely absent from others. In order to identify factors that influence glacier surging, a number of environmental and glacial attributes were examined for an area in the Karakoram Himalaya, Central Asia. A new GIS-based glacier inventory was produced using a combination of ASTER and Landsat remotely sensed images and paper maps. A total of 150 glaciers were digitized, with 19 of these (12.6%) being classified as of surge-type. Attribute data for 10 glacial and environmental attributes were recorded either during the digitization phase or extracted automatically from the GIS. Simple data visualization techniques revealed a positive correlation between glacier surging and glacier length, area, perimeter size, average width, debris cover, and orientation. The use of univariate logit regression analysis showed that length, area, perimeter, average width, and the heaviest debris cover class showed significant correlation with surging. Multivariate logit regression techniques were employed to show that length, area, average width, and debris cover were all multicollinear, with the strongest statistically modeled relationship using the variable perimeter size. The significance of glacier perimeter on surging may be explained by an increased availability of avalanche-fed snow and debris material which may act as a mass balance proxy. The findings that glacier size (in particular length and perimeter) is most strongly related to surging are consistent with the findings of studies in a number of different regions.
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Glacier mapping in high mountains using DEMs, Landsat and ASTER data [J].URL 摘要
Glaciers are sensitive climate indicators and thus subject to monitoring of environmental and climate changes. Remote sensing techniques are often the only way to analyze glaciers in remote mountains and to monitor a large number of glaciers at the same time. Although several glacier mapping methods exist, often, results are still not good enough for in-depth conclusions. In particular, this is true for debris-covered glaciers. For the Bernina Group in the Swiss Alps and for the northern Tien Shan in Kazakhstan and Kyrgyzstan a glacier mapping was undertaken employ- ing digital elevation models (DEMs). DEMs were generated from ASTER and SRTM3 data and compared with each other and -for the Bernina Group- compared with the Swiss DHM25L2. Whereas ASTER DEM elevations are too high on average, SRTM3 DEM elevations are slightly too low. However, both DEMs are of good use for glacier delineation. The glacier mapping approach includes Landsat TM4/TM5-ratio images, multispectral and morphometric analysis. Results are satisfying for debris-free and larger debris-covered glaciers in both study areas. The next step should be an automated glacier mapping method.
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The state and fate of Himalayan glaciers [J].https://doi.org/10.1126/science.1215828 URL PMID: 22517852 [本文引用: 1] 摘要
Himalayan glaciers are a focus of public and scientific debate. Prevailing uncertainties are of major concern because some projections of their future have serious implications for water resources. Most Himalayan glaciers are losing mass at rates similar to glaciers elsewhere, except for emerging indications of stability or mass gain in the Karakoram. A poor understanding of the processes affecting them, combined with the diversity of climatic conditions and the extremes of topographical relief within the region, makes projections speculative. Nevertheless, it is unlikely that dramatic changes in total runoff will occur soon, although continuing shrinkage outside the Karakoram will increase the seasonality of runoff, affect irrigation and hydropower, and alter hazards.
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Glacier velocities across the central Karakoram [J].https://doi.org/10.3189/172756409789624229 URL 摘要
Optical matching of ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) satellite image pairs is used to determine the surface velocities of major glaciers across the central Karakoram. The ASTER images were acquired in 2006 and 2007, and cover a 60 . 120 km region over Baltoro glacier, Pakistan, and areas to the north and west. The surface velocities were compared with differential global position system (GPS) data collected on Baltoro glacier in summer 2005. The ASTER measurements reveal fine details about ice dynamics in this region. For example, glaciers are found to be active over their termini even where they are very heavily debris-covered. The characteristics of several surge-type glaciers were measured, with terminus advances of several hundred meters per year and the displacement of trunk glaciers as surge glaciers pushed into them. This study is the first synthesis of glacier velocities across this region, and provides a baseline against which both past and future changes can be compared.
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Expanded and recently increased glacier surging in the Karakoram [J].https://doi.org/10.1657/1938-4246-43.4.503 URL [本文引用: 2] 摘要
A review of published literature and satellite imagery from the late 1960s onwards has revealed 90 surge-type glaciers in the Karakoram mountains, of which 50 have not previously been described in detail. These glaciers were identified by a number of surface features indicative of surge-type behavior such as looped moraines, rapid terminus advance, strandlines and rapid changes in surface crevassing. These observations indicate that surge-type behavior is more common and widespread than previously believed on Karakoram glaciers. There is strong spatial clustering of the surge-type glaciers, and a doubling in the number of new surges in the 14/years after 1990 (26 surges) than in the 14/years before 1990 (13 surges). This is coincident with a period of increased precipitation and positive glacier mass balance in this region, and supports previous studies which have found that mass balance has an important control on the frequency of glacier surging.
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The surges of Variegated Glacier, Alaska, U.S.A., and their connection to climate and mass balance [J].
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Slight mass gain of Karakoram glaciers in the early twenty-first century [J].https://doi.org/10.1038/ngeo1450 URL 摘要
Assessments of the state of health of Hindu-Kush-Karakoram-Himalaya glaciers and their contribution to regional hydrology and global sea-level rise suffer from a severe lack of observations. The globally averaged mass balance of glaciers and ice caps is negative. An anomalous gain of mass has been suggested for the Karakoram glaciers, but was not confirmed by recent estimates of mass balance. Furthermore, numerous glacier surges in the region that lead to changes in glacier length and velocity complicate the interpretation of the available observations. Here, we calculate the regional mass balance of glaciers in the central Karakoram between 1999 and 2008, based on the difference between two digital elevation models. We find a highly heterogeneous spatial pattern of changes in glacier elevation, which shows that ice thinning and ablation at high rates can occur on debris-covered glacier tongues. The regional mass balance is just positive at +0.11+/-0.22myrwater equivalent and in agreement with the observed reduction of river runoff that originates in this area. Our measurements confirm an anomalous mass balance in the Karakoram region and indicate that the contribution of Karakoram glaciers to sea-level rise was -0.01mmyrfor the period from 1999 to 2008, 0.05mmyrlower than suggested before.
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Glacier change, concentration, and elevation effects in the Karakoram Himalaya, Upper Indus Basin [J].https://doi.org/10.1659/MRD-JOURNAL-D-11-00020.1 Magsci [本文引用: 1] 摘要
This paper seeks to explain evidence of distinctive late- and post-Little Ice Age glacier change in the Karakoram Himalaya and a recent, seemingly anomalous, expansion. Attention is directed to processes that support and concentrate glacier mass, including an all-year accumulation regime, avalanche nourishment, and effects related to elevation. Glacier basins have exceptional elevation ranges, and rockwalls make up the larger part of their area. However, more than 80% of the ice cover is concentrated between 4000 and 5500 m elevation. Classification into Turkestan-, Mustagh-, and Alpine-type glaciers is revisited to help identify controls over mass balance. Estimates of changes based on snowlines, equilibrium line altitudes, and accumulation area ratio are shown to be problematic. Extensive debris covers in ablation zone areas protect glacier tongues. They are relatively insensitive to climate change, and their importance for water supply has been exaggerated compared to clean and thinly covered ablation zone ice. Recent changes include shifts in seasonal temperatures, snowfall, and snow cover at high elevations. Understanding their significance involves rarely investigated conditions at higher elevations that lack monitoring programs.
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Hummocky debris landforms in the Chapursan Valley (Karakoram range, Pakistan): A glacio-geomorphological investigatio [J].https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2011.10.023 URL 摘要
This paper contributes to the discussion on the development of hummocky debris landforms by gradual versus catastrophic processes in high mountain areas. It focuses on the upper Chapursan Valley (Karakoram Range, Pakistan), in which the valley floor and adjacent sediment cones are covered with an outstanding hummocky debris landscape over a length of about 10/km and a width of up to 1/km with individual hummocks reaching about 10/m in height. These landforms overlap with the zone of permanent settlement. According to local legends and reports of early travellers in this region, one of the largest settlement concentrations formerly occurred in the upper Chapursan Valley and was destroyed by a natural disaster. In order to study the formation of the debris landforms in more detail geomorphological field investigations, sedimentological studies, a comparison of satellite images, an analysis of historical data and interviews with the local inhabitants have been carried out. The results show that complex geomorphological processes consisting of a glacier advance and followed by glacier lake outbursts and ice avalanches have contributed to the formation of the hummocky debris landforms. The Kit-ke-Jerav and Yishkuk Glaciers seem to have experienced extraordinary fluctuations in historical and recent times.
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Glacier area changes in the Pumqu River Basin, Tibetan Plateau, between the 1970s and 2001 [J].https://doi.org/10.3189/172756505781829061 URL 摘要
Glacier area changes in the Pumqu river basin, Tibetan Plateau, between the 1970s and 2001 are analyzed, based on the Chinese Glacier Inventory and ASTER images. A new glacier inventory is obtained by visually interpreting the remote-sensing images and the digital elevation model. By comparing the two inventories, glacier area changes over the past 30 years are revealed. The results show that the area loss is about 9.0% % and the shrinkage trend continues according to the meteorological data.
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Glacier surge mechanism: 1982-1983 surge of Variegated Glacier, Alaska [J].https://doi.org/10.1126/science.227.4686.469 URL PMID: 17733459 [本文引用: 1] 摘要
The hundredfold speedup in glacier motion in a surge of the kind the kind that took place in Variegated Glacier in 1982-1983 is caused by the buildup of high water pressure in the basal passageway system, which is made possible by a fundamental and pervasive change in the geometry and water-transport characteristics of this system. The behavior of the glacier in surge has many remarkable features, which can provide clues to a detailed theory of the surging process. The surge mechanism is akin to a proposed mechanism of overthrust faulting.
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Different glacier status with atmospheric circulations in Tibetan Plateau and surroundings [J].https://doi.org/10.1038/nclimate1580 URL [本文引用: 1] 摘要
The Tibetan Plateau and surroundings contain the largest number of glaciers outside the polar regions. These glaciers are at the headwaters of many prominent Asian rivers and are largely experiencing shrinkage, which affects the water discharge of large rivers such as the Indus. The resulting potential geohazards merit a comprehensive study of glacier status in the Tibetan Plateau and surroundings. Here we report on the glacier status over the past 30 years by investigating the glacial retreat of 82 glaciers, area reduction of 7,090 glaciers and mass-balance change of 15 glaciers. Systematic differences in glacier status are apparent from region to region, with the most intensive shrinkage in the Himalayas (excluding the Karakorum) characterized by the greatest reduction in glacial length and area and the most negative mass balance. The shrinkage generally decreases from the Himalayas to the continental interior and is the least in the eastern Pamir, characterized by the least glacial retreat, area reduction and positive mass balance. In addition to rising temperature, decreased precipitation in the Himalayas and increasing precipitation in the eastern Pamir accompanied by different atmospheric circulation patterns is probably driving these systematic differences.
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